10-4-1-电容器的电容(课中练习)-高中物理人教版(2019)必修第三册.docx

10.4.1　电容器的电容 课中练
一、电容器　电容
【课堂引入】
1. 把电容器的两个极板分别与电源两极相连，对电容器进行充电，该过程中能量是如何转化的？当把电容器两极相接，使电容器放电，该过程中能量是如何转化的？

2. 当电容器的带电荷量增加时，电容器两极板间的电势差如何变化？带电荷量Q和板间电势差U的比值是否发生变化？

【例题】
3. 对于某一电容器，下列说法正确的是（　　）
A. 电容器所带的电荷量越多，电容越大
B. 电容器两极板间的电势差越大，电容越大
C. 电容器所带的电荷量增加一倍，两极板间的电势差也增加一倍
D. 电容器两极板间的电势差减小到原来的它的电容也减小到原来的

4. 有一充电的电容器，两板间的电压为3 V，所带电荷量为4.5×10－4C，此电容器的电容是多少？将电容器的电压降为2 V，电容器的电容是多少？所带电荷量是多少？

【课堂练习】
5. 关于电容器的电容，下列说法中正确的是（　　）
A. 根据C=可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两极板间的电压成反比
B. 对于确定的电容器，其所带电荷量与两板间的电压成正比
C. 无论电容器电压如何变化（小于击穿电压且不为零），它所带的电荷量与电压的比值都恒定不变
D. 电容器所带电荷量增加2倍，则电容增大2倍

6. 一个已充电的电容器，若使它的电量减少3×10-4C，则其电压减少为原来的1/3，则（　　）
A. 电容器原来的带电量为9×10-4C B. 电容器原来的带电量为4.5×10-4C
C. 电容器原来的电压为1 V D. 电容器的电容变为原来的1/3
二、平行板电容器
【课堂引入】
平行板电容器由两块平行放置的金属板组成。利用平行板电容器进行如下实验：
（1）如图1所示，保持Q和d不变，减小两极板的正对面积S，观察电势差U（静电计指针偏角）的变化，依据C＝，分析电容C的变化。
（2）如图2所示，保持Q和S不变，增大两极板间的距离d，观察电势差U（静电计指针偏角）的变化，依据C＝，分析电容C的变化。
（3如图3所示，保持Q、S、d不变，插入电介质，观察电势差U（静电计指针偏角）的变化，依据C＝，分析电容C的变化。

【例题】
7. 工厂在生产纺织品、纸张等绝缘材料时为了实时监控其厚度，通常要在生产流水线上设置如图所示传感器．其中A、B为平行板电容器的上、下两个极板，上下位置均固定，且分别接在恒压直流电源的两极上．当流水线上通过的产品厚度增大时，下列说法正确的是（　　）

A. A、B平行板电容器的电容减小
B. A、B两板间的电场强度增大
C. A、B两板上的电荷量变小
D. 有电流从b向a流过灵敏电流计

8. 如图所示，两块相互靠近彼此绝缘的平行金属板组成平行板电容器，极板N与静电计金属球相连，极板M和静电计的外壳均接地，用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差U.在两极板相距为d时，给电容器充电，静电计指针张开一定角度．在整个实验过程中，保持电容器所带的电荷量Q不变，下面的操作中将使静电计指针张角变大的是（　　）

A. 仅将M板向下平移
B. 仅将M板向右平移
C. 仅在M、N之间插入云母板(相对介电常数大于1)
D. 仅在M、N之间插入金属板，且不和M、N接触

【课堂练习】
9. 如图所示，两块水平放置的平行正对的金属板a、b与电源E相连，在与两板等距离的M点有一个带电液滴恰处于静止状态．若将b板向上平移一小段距离，但仍在M点下方，下列说法中正确的是（　　）

A. 液滴仍将处于静止状态
B. M点电势升高
C. 带电液滴在M点的电势能增大
D. 在b板移动前后两种情况下，若将液滴从a板移到b板，电场力做功相同

10. 两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图所示．接通开关S，电源即给电容器充电．则（　　）

A. 保持S接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小
B. 保持S接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电荷量增大
C. 断开S，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小
D. 断开S，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差增大

11. 如图所示，一平行板电容器充电后与电源断开，正极板与静电计连接，负极板接地，两板间有一个带正电的试探电荷固定在P点。正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离，下列说法正确的是（　　）

A. 静电计指针夹角变小 B. 静电计指针夹角不变
C. 正电荷在P点的电势能减小 D. 正电荷在P点的电势能不变

参考答案
1. 【答案】充电过程中电源内的化学能转化为电容器内的电场能；放电过程中电容器的电场能转化为电路中其他形式的能量．
2. 【答案】增大；不变
3. C
【详解】AB．电容的大小与电容器两端的电压及电容器所带的电量无关．故AB错误；
C．根据公式：Q=CU可得，当电容器带电量增加一倍，两极板间的电势差也增加一倍．故C正确；
D．电容的大小与电容器两端的电压及电容器所带的电量无关，两极板间的电势差减小为原来的，电容器的电容不会发生变化．故D错误．
故选C．
4.【答案】；；
【详解】根据公式可求电容：；
电容器电压降为时，电容不变，仍为；
此时电荷量为：．
5. BC
【详解】AD．电容是电容器本身的性质，对于一个确定的电容器的电容是不变的，与所带的电荷量无关，故AD错误；
B．根据

对于确定的电容器，其所带电荷量与两板间的电压成正比，故B正确；
C．根据电容的定义式

可知，电容器所带的电荷量与电压的比值是电容，故C正确。
故选BC。
6. B
【详解】由得到，，故A错，B对；因电容器的电容不知，所以无法求出电容器原来的电压，C错；电容器的电容由电容器本身决定，跟电压和电荷量的变化无关，所以电容器的电容不变，D错．
7. D
【详解】A．产品厚度增大时，电容器的电容增大，故A错误；
B．两板间电压不变，电场强度保持不变．故B错误；
CD．根据q=CU，电容器将充电，负电荷从a向b流过灵敏电流计，即有电流从b向a流过灵敏电流计，故C错误，D正确．
故选：D
8. A
【详解】A．仅将M板向下平移，两极板正对面积减小，由：可知电容减小而电容器所带电荷量不变，由：可得板间电压增大，静电计指针张角变大，A正确；
B．仅将M板向右平移，板间距离减小，电容增大，而电容器所带电荷量不变，板间电压减小，静电计指针张角变小，B错误；
C．仅在M、N之间插入云母板，相对介电常数增大，电容增大，而电容器所带电荷量不变，板间电压减小，静电计指针张角变小，C错误；
D．仅在M、N之间插入金属板，相当于板间距离减小，电容增大，而电容器所带电荷量不变，板间电压减小，静电计指针张角变小，D错误．
9. CD
【详解】A、电容器与电源保持相连，电容器板间的电压不变，将b板向上平移一小段距离，根据分析得知板间电场强度增大，液滴所受的电场力增大液滴将加速向上运动，故A错误；
B、由U=Ed知，M与a间的电场差增大，a点的电势为零，M点的电势小于零，则知M点的电势降低，故B错误；
C、由于液滴带负电，则带电液滴在M点的电势能增大，故C正确；
D、在b板移动前后两种情况下，若将液滴从a板移到b板，两板间的电势差不变，根据电场力做功公式W=qU知，电场力做功相同，故D正确；
故选CD．

10. BC
【详解】A．保持S接通，则两板间的电势差不变，因d减小，由可知，两极板间的电场强度增大，故A错误；
B．保持S接通，两板间的电势差不变，板间插入一介质，由可知，电容增大，根据电容定义式知极板上的电荷量增大，故B正确；
C．断开S，减小两极板间的距离，由可知，电容增大，由于电荷量不变，由可知，两极板间的电势差减小，故C正确；
D．断开S，在两极板间插入一块介质，由可知，电容增大，由于电荷量不变，由可知，两极板间的电势差减小，故D错误．
11. AC
【详解】AB．将负极板缓慢向右平移一小段距离，两极板间的距离减小，根据电容的决定式可知，电容C增大，而电容器的电量Q不变，则由可知，板间电压U减小，因此静电计的指针夹角变小，故A正确，B错误；
CD．根据板间场强

可知，E不变；P点到负极板距离减小，由公式U=Ed可知，P点的电势降低；正电荷在P点的电势能减小，故C正确，D错误。
故选AC。